“新零售”背景下智能包裝設計的發展與應用研究

胡志才

“新零售”背景下智能包裝設計的發展與應用研究

胡志才

（萍鄉學院 江西省高校平面設計與動漫工程技術研究中心，江西 萍鄉 337055）

探索“新零售”背景下智能包裝設計的技術與設計方法，為智能包裝在“新零售”模式的后續開發中提供設計參考。闡述智能包裝技術在線上展示、線下體驗、物流實體包裝設計中的應用現狀，并結合智能包裝設計的技術理念與設計實例，對“新零售”模式下的智能包裝進行分類及應用研究。“新零售”時代的到來為智能包裝的生產落地提供了有效的突破性技術，活性智能包裝設計、數字智能包裝設計、結構智能包裝設計作為“新型零”售模式下智能包裝設計的主要應用范疇，將在包裝安全、包裝數字可視化、智能物流系統、包裝綠色環保等方面的建設中發揮積極的作用。智能技術在包裝上的應用，不僅可以保證商品包裝的安全與實際品質，讓消費者獲得更安全便捷的消費體驗及個性化的商品服務，還可以讓零售商通過包裝收集消費數據，準確地進行市場預測，提升運營效率。

新零售；智能包裝；包裝設計；設計應用

隨著5G網絡、傳感器、物聯網、區塊鏈等技術的應用，“新零售”時代已經到來，互聯網科技的發展徹底改變了傳統產品的銷售方式與包裝形式。在這樣的時代背景下，“新零售”與智能包裝的聯系越來越緊密，包裝將變得更加智慧且實時互聯，成為“活產品”。智能包裝的出現使包裝不再是一次性的生產或銷售，而是能夠在全生命周期內持續與消費者互動，為消費者提供前所未有的智能體驗，帶動產品銷售從傳統的靜態畫像轉變到動態畫像的智能時代。

1 新零售與智能包裝

在2015年舉辦的互聯網“云溪大會”會議上，“新零售”（New Retailing）的概念首次被提出，會議指出“電子商務”的概念會逐漸消失，將開始進入“新零售”時代。所謂“新零售”，就是應用先進的互聯網思維和前端技術，對傳統零售方式加以改良和創新[1]，即零售商依托互聯網，以消費者體驗為中心，通過行業大數據來驅動的泛零售形態，在更精細的場景粒度中，對線上服務、線下體驗以及現代物流進行深度融合，重新進行產品包裝創新并構建銷售場景[2]。國務院辦公廳在2016年11月11日即“雙11”當天發布了《關于推動實體零售創新轉型的意見》（國辦發〔2016〕78號），其中明確提出了促進我國實體零售創新轉型升級的指導意見和基本原則，其中著重強調了拓展智能化、促進跨界融合、網絡化全渠道布局的指導方針。工信部和商務部在《關于加快我國包裝產業轉型發展的指導意見》中也明確提出：注重包裝設計與信息技術的結合，積極應用環境感應新材料，實現包裝微環境的智能調控，滿足包裝產業全產業鏈、全生命周期、全溯源鏈的計量測試需求[3]。這些政策的推出，將“新零售”與智能包裝緊密融合在一起，為智能新業態商業環境下的包裝設計提供了更多可能性。

智能包裝根據材料、功能屬性的不同，可分為活性智能包裝、數字型智能包裝、功能結構型智能包裝三大類，完整的智能包裝解決方案貫穿了產品包裝的整個生命周期，如智能材料的選擇使用、智能實現的制作技術、智能感知的系統開發、數據交互的系統建設、后臺數據的系統管理等，幾乎可以實現商品包裝從“生產制造—物流運輸—品牌零售—消費者”流通全程的數據化管理和可視化監控。智能包裝技術不僅可以解決商品包裝在線上展示、線下體驗、物流運輸過程中遇到的問題，還可以利用新材料、新技術在包裝上的集成應用，對新零售場景中的“人—貨—場”進行重構，讓包裝具有自診斷、自感識、自適應、自修復等智能性能[4]，保證商品質量安全，滿足企業對包裝產品監控、管理、信息采集等功能的需要，實現人與包裝、科技與包裝的相互連接，智能包裝技術與“新零售”模式的融合圖譜，見圖1。

圖1 智能包裝技術與“新零售”模式的融合圖譜

2 新零售模式下智能包裝設計的構成

2.1 線上平臺包裝設計

隨著互聯網技術的發展，傳統的購物方式、購物體驗已經無法滿足網絡時代消費場景的需要，與傳統包裝的呈現方式相比，線上包裝不再以凸顯包裝設計的視覺藝術為核心，而是將包裝功能與展示信息無限延伸，轉變成集線上非物質產品信息展示、銷售、保護、運輸等多功能于一體的獨立包裝體系，出現了真正的平臺式包裝[5]。以淘寶、京東、亞馬遜等知名電商平臺為例，如今平臺包裝的內容展示方式正在由詳情頁展示、視頻展示過渡到以AR/VR/MR虛擬現實技術為主的綜合性展示，線上平臺的包裝設計更加追求包裝的展示場景、產品互動與技術體驗。自網絡購物興起以來，平臺式包裝的發展經過了雛形期、成長期、成熟期3個主要階段，隨著技術的革新，其展示特點逐步完成了“靜態—動態—交互”的轉變，具體內容見表1。在未來，線上平臺的包裝設計會更加注重虛擬空間的搭建以及綜合性智能技術的跨界應用，使消費者可以從多維度了解商品，為消費者的線上購物帶來接近真實的購物體驗。

表1 線上平臺包裝的發展及特點

Tab.1 Development and characteristics of online display packaging

2.2 線下實體包裝設計

線上展示包裝是移動互聯網科技帶來的技術性革命，線下展示的實體包裝指將即時、享受、體驗與科技聯系在一起，為消費者帶來多感官的購物體驗。不同于線上平臺包裝設計的虛擬展示，線下實體包裝設計更注重銷售環節的情景體驗、渠道體驗與結算體驗等，是材料智能包裝技術、數字智能包裝技術、活性智能包裝技術與互聯網技術集中應用的主要場景。在“新零售”時代，線上展示包裝與線下體驗包裝將深度融合，在技術賦能下，實體包裝的功能會無限放大，形成一個以實時數據為支撐的包裝生態圈。線下實體包裝作為商品抵達消費者的第一站，不僅是產品體驗的重要環節，還成為品牌方聯系互聯網前端資源的重要窗口。如在實體包裝中植入傳導電子信號的芯片，通過與導電油墨的集成印刷應用，實現包裝與線上平臺、消費者、品牌商的數據連接，以此降低品牌運營和倉儲成本，實現對包裝的定點追蹤、檢測與推廣。2019年包裝印刷企業“貴聯控股”就基于強大的客戶群開發了一款智能包裝數據分析系統，通過包裝內置RFID技術，可以實時對產品的地域分布、消費群分布、受歡迎程度進行數據分析，為企業優化產品的生產結構和庫存管理提供了數據支撐。

2.3 零售物流包裝設計

隨著“新零售”的出現，與之相匹配的物流模式又被稱為“新零售物流”，其通過數據算法、智能供應鏈和人工智能等技術，能夠充分融合重構線上和線下的人、貨、場。在包裝領域中，信息技術的運用給消費者帶來了諸多便利，也讓商品運輸的智能化監管成為可能[6]。在2016年，商務部等6個部門聯合發布了《全國電子商務物流發展專項規劃（2016—2020年）》，從信息技術、包裝材料、印刷技術、回收利用、智能倉儲等方面提出了優先發展智能物流包裝體系和綠色物流包裝體系的方向和措施。物流運輸包裝作為包裝行業的重要組成部分，從物流包裝的發展歷程來看，可分為傳統物流和新零售物流，物流包裝的發展與演進情況見表2。從中可以看出，在“新零售”的物流時代通過共享驅動和技術驅動，促進物流運輸包裝的智能化、數字化、減量化、再循環化，已成為社會發展的共識。

據統計，在我國一線城市中，以傳統紙箱為主的快遞包裝垃圾已經占到生活垃圾的93%，快遞包裝回收利用率低的現象普遍存在，給生態環境造成了嚴重的危害。智能包裝作為一種新的包裝形式，能有效解決傳統物流包裝所面臨的環保困境，并推動包裝產業朝著綠色、安全、高效和人性化的方向發展[7]。以順豐速運推出的“豐盒”快遞包裹解決方案為例，它具有不粘紙的特殊性能，以及無內充、可折疊、可追溯、防水、防盜、阻燃、隔熱保溫等功能，而且使用次數可達數百次，在真正意義上做到了綠色、環保、智能。

表2 物流包裝的發展與包裝演進

Tab.2 Development and evolution of logistics packaging

3 新零售模式下智能包裝的技術應用

3.1 活性—智能包裝技術

活性包裝是指在包裝中通過添加活性成分來改善包裝中的氧氣與二氧化碳濃度、溫度、濕度和微生物等條件，以延長包裝儲存期、改善食品安全性和感官特性，同時保持食品品質不變的一種包裝體系[8]。活性—智能包裝技術能夠將智能技術與活性材料的特點相結合，將包裝變化的動態過程以可視化和數據化的方式呈現出來，以此控制和保障包裝安全，并結合智能傳導技術，將引起變化的數據傳輸到監控端口，進而起到實時監控的作用。活性包裝材料作為“智能指示卡”和“生物傳感器”的開關，讓活性材料在包裝中的變化可視化和數字化呈現成為了可能，這項技術常應用于蔬果、肉類生鮮、藥品等包裝領域。

3.1.1 智能活性包裝指示卡

智能活性包裝指示卡的種類豐富，應用于零售包裝中的智能活性包裝指示卡主要有食品新鮮度指示型、食品成熟度指示型、氣體敏感度包裝指示型、時間—溫度指示型等類型[9-11]。這類包裝的智能之處是可以利用包裝基材的顏色變化來分辨包裝是否完整與新鮮，又稱為智能變色包裝，智能活性包裝指示卡的種類及相關案例的變色原理見表3，為確保包裝安全，在食品和藥品領域的顏色變化均為不可逆。智能活性包裝指示標簽在食品、藥品等銷售和物流包裝領域的應用，在實時監測包裝品質、減少食物浪費、保障藥品安全等方面的積極作用已經初步顯現。早在2013年英國科技公司Insignia Technologies[12]就在零售超市推出了一款叫“Novas”的智能變色標簽，可應用于肉類和奶制品包裝領域，見圖2。在設計形式方面，該款標簽采用了環狀的顏色對比形式，中間圓形部分為顏色變化區域，標簽的初始顏色為土黃色，當標簽顏色變為橘紅色時，包裝內的食物品質較低，提醒消費者盡快食用；當標簽變為紫色時，包裝內的食物變質嚴重，提醒消費者不可食用。在保證疫苗安全方面，我國在“疾病預防控制中心2019年一類疫苗招標公告”中增加了一項疫苗熱標簽（VVM）的招標信息，VVM（Vaccine Vial Monitor）是一種疫苗溫度控制標簽，又被稱為疫苗熱標簽或疫苗瓶指示劑，是一種粘貼于疫苗外包裝上、含有熱感應物質的指示器類產品[13]。在設計上，VVM標簽最大限度地保留了簡約的設計風格，采用了圓形與方形的顏色對比形式，通過方形內顏色的不可逆變化來反映疫苗的有效使用期，當標簽內方形的顏色比圓形的顏色淺時，疫苗可以使用；當方形內的顏色與圓形一樣或者比圓形深時，疫苗不能使用，見圖3。同時在疫苗的冷鏈物流運輸過程中，VVM作為一種可以記錄并檢測溫度和時間的工具，能夠幫助企業找出疫苗在流通過程中的問題，優化疫苗的存貨周轉系統，減少疫苗的浪費，有效保障疫苗接種者的權益[14]。

表3 不同智能活性包裝指示卡的案例特點

Tab.3 Case characteristics of different intelligent active packaging instruction cards

圖2 “Novas”食品新鮮度包裝設計

圖3 VVM疫苗包裝設計

3.1.2 智能包裝生物傳感器

智能生物包裝傳感器主要由活性識別敏感元件和信號感應器組成，活性材料可以用來識別包裝內的環境成分，并將識別反應過程中活性材料的物理或化學變化作為信號傳感器的“開關”，當包裝內的活性識別感應元件與信號感應器結合后，可以轉換成相應的電子傳導信號，最后通過移動終端來識別包裝狀態。如通過生物傳感器與RFID技術獲得的探測信號電子，可以用來判斷食品的質量和剩余貨架期[18]。在包裝應用上，傳感器可分為與包裝一體化應用和借助檢測設備識別應用2種。一體化應用指將智能指示標簽與生物傳感器相結合在包裝上進行集成應用，包裝內的環境變化不僅可以通過可視化的狀態呈現出來，還可以將包裝內部狀態通過數字信號的方式傳遞出來。在借助包裝檢測設備識別應用方面，Kiryukhin等[19]研制出了一種新型的包裝薄膜傳感器（MFS），可以用于測量包裝內流體的pH值，無需打開包裝就可以檢測食物的新鮮度，傳感器設計及反應原理見圖4。MFS包括聚電解質多層膜，所制備的薄膜密封在聚乙烯薄膜上，在包裝應用上，MFS反映了金鯧魚片在5 ℃貯藏時的變化，MFS檢測的pH值與魚類樣品的細菌學分析相關，魚汁的pH值在貯藏10天后升高，可以檢測到包裝內的細菌性腐敗情況，所開發的MFS可以與透明包裝材料融合應用，并作為智能生物包裝傳感器用來感知食品新鮮度。

圖4 新型包裝薄膜檢測傳感器

3.2 數字智能型包裝技術

數字智能型包裝技術指通過數字化場景的構建使消費者能快速感知包裝產品的屬性和特點，為品牌商的零售場景提供數據支持，增強消費者與包裝的互動體驗。圍繞包裝產業的數字智能型包裝已經運用于“新零售”領域，這項技術的應用主要包括制造智能可追溯的包裝元件和構建虛擬現實的包裝情景2個方面。

3.2.1 制造智能可追溯的包裝元件

智能可追溯的包裝元件主要是指在現有的包裝產品上添加近場通信技術（NFC）和射頻識別技術（RFID）的數字元件。NFC技術指采用近場磁耦合方式進行信號的傳輸[20]。RFID技術是指通過空間耦合實現無接觸信息傳遞，并通過所傳遞的信息實現識別目標的自動識別技術[21]。包裝的應用形式主要分為2種，一種是將NFC直接鑲嵌在包裝盒內的鑲嵌式包裝元件；另外一種是結合智能印刷、導電油墨將智能芯片印刷在包裝上的印刷式RFID包裝元件。這2種技術可以使包裝具有更大的信息容量，數字化信息的呈現還能有效跟蹤、追溯商品在整個供應鏈中的實際情況，便于消費者查詢產品真偽、企業掌握實時的消費數據，常應用于物流包裝與線下實體包裝領域。

在“新零售”時代，數字元件取代傳統包裝的圖形防偽識別碼將會成為一種趨勢，如“五糧液”白酒包裝在2017年就開始使用鑲嵌式“RFID+NFC”一芯雙頻的可追溯防偽技術，見圖5。其中，通過RFID技術可遠距離讀取包裝在倉儲和物流過程中的數據，使用具有NFC功能的手機讀取“五糧液”的商品信息，可以鑒定包裝真偽。另外，智能可追溯的鑲嵌式包裝元件在一些針對特殊人群的藥品包裝上已經得到了應用，如沃爾瑪聯合山姆會員店在美國零售藥店中推出的由En-Vision America公司提供的“Scrip Talk”藥物解決方案，見圖6。該設計方案采用了通信頻率為13.56 MHz的數字打印機技術，能夠快速地將藥品的信息、使用說明、處方信息等數據信息寫入藥瓶底部的RFID標簽，患者在用藥時只需要將藥瓶靠近“Scrip Talk”閱讀器，就能夠聽到標簽上的內容，通過該技術的應用可以幫助有視覺障礙的患者和老年人更加便捷地獲取藥品包裝上的處方信息，體現出設計對特殊人群的關懷。

圖5 “五糧液”包裝NFC防偽查詢

圖6 “Scrip Talk”智能藥品包裝

3.2.2 構建虛擬現實的包裝情景

5G信息時代的到來意味著購物情景的一部分將會以虛擬數字的形態呈現出來，通過AR、VR、MR等虛擬現實技術的應用，包裝除了具備基本的保護、運輸、促銷功能之外，還是一個能夠承載產品信息和模擬情景購物的信息媒介平臺。利用線上虛擬平臺和線下實體零售相結合的產品銷售模式，通過構建虛擬現實的包裝情景可以使消費者不出家門便可以感受到真實的購物情景。根據信息技術研究與分析機構Gartner Group和數據機構BRP的報告顯示，從2019年開始，至少有一億用戶使用過支持AR購物技術的移動終端，調查中有48%的消費者表示，他們更傾向于在具備增強現實體驗環境的零售商那里進行消費。虛擬現實技術賦予了包裝全新的媒體功能，通過包裝可以實現將計算機生成的圖像、聲音、影片、虛擬物體或場景疊加到真實的環境中，從而增強人們對現實環境的體驗[22]。由“享優樂”推出的兒童牙刷包裝設計（見圖7），就采用了視頻、3D動畫等虛實融合的AR技術，更好地呈現了包裝信息，吸引了消費者，促進了包裝設計向信息三維化、體驗互動化、營銷娛樂化的方向發展。虛擬現實作為包裝數字化的重要發展方向，可以讓展示包裝與虛擬無人零售店無縫融合，并成為購物渠道的重要入口，通過AR技術可以使消費者不依靠瀏覽器就可以進入仿真世界進行購物。如由翼支付推出的AR購物平臺（見圖8），其用戶登錄與消費結算采用了虹膜識別技術，消費者帶上AR眼鏡就可以模擬真實的零售場景進行購物，消費者在走動時甚至可以獲得基于智能AI機器人的客戶支持，當消費者在購物體驗中對包裝的功能、價格、產品品質等有疑惑時，聊天機器人可基于自然語言處理技術為消費者提供答案。

圖7 兒童電動牙刷包裝的VR互動場景

圖8 翼支付AR虛擬購物場景

3.3 結構智能型包裝技術

結構智能型包裝是為滿足產品的包裝安全、可靠的物流運輸等某些特定的需求，進而對包裝結構進行改進的一類智能型包裝[23]，利用的主要技術手段是在普通的包裝結構中加入智能化的結構元素，使包裝結構具備智能轉換的條件，從而全面提升包裝使用的安全性、可靠性與自動性，使包裝體驗更加便捷、安全。

結構智能型包裝的類型主要有：自動報警型智能包裝、自動加熱或冷卻智能包裝、顯竊啟型智能包裝、計量型智能包裝。大部分自動報警型智能包裝采用的是電子結構的報警系統，其包裝內置有相應的環境感應器，應用的原理與文中提到的生物傳感器一致。自動加熱/冷卻智能包裝常見于零售行業，如自加熱米飯、自嗨鍋等食品包裝。其中，自動加熱的雞蛋包裝設計見圖9，其外包裝容器采用了紙漿模塑技術，容器內部結構分為3個隔層，利用分割片將加熱材料與催化材料分開，使用時只需要將分割片抽出，容器內部反應產生的溫度可以剛好蒸熟一個雞蛋，這種類型的包裝結構具有無縫、多層等特點。顯竊啟型智能包裝又稱為障礙式智能結構包裝，是指通過改變包裝整體或局部的結構、適當增加障礙元素來限制或調控包裝的使用行為，從而實現保護內容物及特定對象安全的包裝形式[24]，主要分為智力結構類、力量結構類、技巧結構類3種類型，常應于藥品、食品等包裝領域，可有效防止兒童開啟包裝，避免誤食。計量型智能包裝是通過管控、計量等手段來解決包裝安全、便攜等問題的一類包裝形式，常應用于藥品包裝領域，可以有效預防不合理用量導致的健康隱患，從而保障消費者的使用安全，并且能夠提供一種更加人性化的、連續舒適的使用體驗[25]。如Memobox智能藥盒的包裝設計（見圖10），患者將需要服用的藥品分類放在盒內，使包裝上附帶的藍牙功能與手機APP相連，通過設置吃藥提醒功能，將用藥功能可控化，科學地提高了用藥的依從性，該設計獲得了2016年紅點設計大獎。

圖9 智能自加熱雞蛋包裝設計

圖10 “Memo Box”智能藥盒包裝設計

4 結語

我國智能包裝的相關研究與應用已于近幾年開始不斷發展，雖然起步較晚，但是發展迅速，尤其是隨著“新零售”理念的推進，市場對智能包裝的需求與應用愈加明顯與迫切。回望過去，人們追求包裝新材料、新技術的腳步不曾停止，從傳統包裝強調保護與功能，到現代包裝融入生物技術、信息技術、人工智能技術等，智能包裝一直是延續包裝產品與前沿技術發展的產物。在未來，面對智能技術在包裝上的成熟應用，智能包裝將會與“新零售”深度融合，不斷改變人們的消費方式與購物方式，給商品零售產業與包裝產業帶來深遠持久的影響。

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Development and Application of Intelligent Packaging Design Under the Background of New Retail

HU Zhi-cai

(Graphic Design and Animation Engineering Center of Jiangxi, Pingxiang University, Jiangxi Pingxiang 337055, China)

The article aims to explore the technical concepts and design methods of smart packaging design under the "new retailing" model, and provide technical and design references for the subsequent development of smart packaging in the "new retailing" model. This article expounds the current application status of smart packaging technology in online display, offline experience, and physical packaging design of logistics, and combines the technical concepts and design examples of smart packaging design to classify and apply smart packaging in the "new retail" model. The arrival of the "new retail" era provides effective breakthrough technology for the production of intelligent packaging. Active intelligent packaging design, digital intelligent packaging design and structural intelligent packaging design are the main application areas of intelligent packaging design under the "new retail" mode. It plays a positive role in the construction of packaging safety, digital packaging visualization, intelligent logistics system, green packaging and other aspects.The application of intelligent technology in packaging can not only ensure the safety and actual quality of commodity packaging, which makes consumers obtain safer and convenient consumption experience and personalized goods and services, but also enable retailers to collect consumption data through packaging, accurately forecast the market and improve operation efficiency.

new retailing; intelligent packaging; packaging design; design application

TB472

A

1001-3563(2022)14-0221-08

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.14.026

2022–02–02

江西省教育廳科學技術研究項目資助（GJJ191161）；江西省文化藝術科學規劃項目（YG2020061）

胡志才（1990—），男，碩士，講師，主要研究方向為智能包裝設計與文創產品設計。

責任編輯：馬夢遙